(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮開放エンジンブレーキを行うためのシステムであって、
主排気ローブ及び圧縮開放ローブを有するカムと、
前記カムに動作可能に接続されたロッカーアームであって、内部ロッカー通路を含むロッカーアームと、
前記ロッカーアームに隣接して位置付けられた中央部を有するとともに、第１及び第２エンジン弁にそれぞれ動作可能に接続された第１及び第２端部を有する弁ブリッジと、
前記弁ブリッジの前記第１端部に組み込まれたスレーブピストンと、
前記弁ブリッジの前記中央部に組み込まれたマスタピストンと
前記マスタピストンと前記スレーブピストンとの間に延在する弁ブリッジ通路であって、前記ロッカー通路と液圧連通する弁ブリッジ通路と、
前記マスタピストンと前記ロッカーアームとの間に配置された第１逆止弁と、
前記弁ブリッジの前記第１端部に設けられ、前記スレーブピストンが内部に配置されたスレーブピストン孔と、
前記スレーブピストン孔から前記弁ブリッジの外面に延在するブリード穴と、
前記ブリード穴に隣接して位置付けられるブレーキ負荷ネジと
を備え、
前記第１及び第２エンジン弁にそれぞれ関連している第１及び第２弁バネによって加えられる付勢力は、前記マスタピストンと前記スレーブピストンとの間の作動液を介して前記弁ブリッジに加えられる、
システム。
【請求項２】
前記ロッカーアームを前記弁ブリッジ側に付勢するバネを更に備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記弁ブリッジの中央部に設けられたマスタピストン孔であって、端部壁を有するマスタピストン孔を更に備え、
前記マスタピストンが、前記マスタピストン孔内に摺動可能に配置されており、
前記マスタピストンは、前記主排気ローブによって前記ロッカーアームが作動された時に前記マスタピストンの前記端部壁に接触するように、そのサイズが選択的に決められている、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
内燃機関において圧縮開放エンジンブレーキ動作を行うためのシステムであって、
圧縮開放ローブを含むカムと、
前記カムに動作可能に接続された弁ブリッジであって、第１及び第２エンジン弁にそれぞれ動作可能に接続された第１及び第２端部を有する弁ブリッジと、
前記弁ブリッジの前記第１端部に組み込まれたスレーブピストン孔内に摺動可能に配置されたスレーブピストンと、
前記弁ブリッジの前記中央部に組み込まれたマスタピストンと、
前記スレーブピストン孔から前記弁ブリッジの外面に延在するブリード穴と、
前記ブリード穴近くの前記弁ブリッジの外面に隣接して取り付けられるブレーキ負荷ネジと
を備え、
前記第１及び第２エンジン弁にそれぞれ関連している第１及び第２弁バネによって加えられる付勢力は、前記マスタピストンと前記スレーブピストンとの間の作動液を介して前記弁ブリッジに加えられる、
システム。
【請求項５】
前記カムを前記弁ブリッジに動作可能に接続するロッカーアームを更に備える、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記ロッカーアームと前記マスタピストンとの間に延在するブリッジ通路内に配置された少なくとも１つの逆止弁を更に備える、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記弁ブリッジに設けられたアキュムレータ孔と、
前記アキュムレータ孔と前記マスタピストンとの間に延在する液圧通路と、
前記アキュムレータ孔内に摺動可能に配置されたアキュムレータピストンと、
前記アキュムレータピストンを前記アキュムレータ孔内へと付勢するアキュムレータバネと
を更に備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記ロッカーアームに設けられた制御弁孔と、
前記制御弁孔内に摺動可能に配置された制御弁ピストンと、
前記制御弁ピストンを前記制御弁孔内へと付勢する制御弁バネと
を更に備える、請求項７に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関においてエンジンブレーキイベントを発生させるためのシステム及び方法に関する。特に、本発明は、部分サイクルブリーダを含む、圧縮開放・ブリーダ型エンジンブレーキ弁イベントを発生させるためのエンジンブレーキシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両にエンジンブレーキをかけるために、内燃機関内の排気ガスの流量制御が使用されてきた。一般に、エンジンブレーキシステムでは、エンジンシリンダから排気系（すなわち、排気マニホールド、排気管等）への排気ガス流を制御する。エンジンシリンダからの排気ガス流を制御することによって、エンジンピストンに対して減速力を与え、エンジンが減速される。特に、１つ以上の排気弁を選択的に作動させることで、圧縮開放型、ブリーダ型、及び／又は部分ブリーダ型のエンジンブレーキがかけられる。
【０００３】
圧縮開放型エンジンブレーキ又はリターダの動作については公知である。４ストローク内燃機関では、その動作中、吸気サイクル、圧縮サイクル、膨張サイクル、及び排気サイクルが行われる。吸気サイクルは、主吸気弁イベントと関連して行われ、その間各シリンダの吸気弁が開放されてシリンダに空気が流入する。排気サイクルは、主排気弁イベントと関連して行われ、その間各シリンダの排気弁が開放されてシリンダから燃焼ガスが排出される。通常、排気弁及び吸気弁は、圧縮サイクル及び膨張サイクルの大半の間、閉弁している。圧縮開放エンジンブレーキ時、エンジンシリンダへの燃料供給は中止され、圧縮行程中、主排気弁イベントに加えて、１つ以上の排気弁も選択的に開弁されて内燃機関が動力吸収エアコンプレッサに変換される。具体的には、圧縮行程中エンジンピストンが上昇するにつれて、シリンダ内に滞留しているガスが圧縮され、ピストンの上昇運動に抗する。圧縮行程時、ピストンが上死点（ＴＤＣ）位置に近づくにつれて、少なくとも１つの排気弁が開弁して、シリンダ内の圧縮ガスが排気マニホールドへと放出され、次の膨張下降行程時に圧縮ガスに蓄積されたエネルギーがピストンに戻ることが防止される。そうすることで、エンジンは、減速力を発生させて車両の減速を補助する。先行技術の圧縮開放エンジンブレーキの一例が、参照により本明細書に組み込まれるカミンズ（Ｃｕｍｍｉｎｓ）による特許文献１（１９６５年１１月）により提示されている。
【０００４】
ブリーダ型エンジンブレーキの動作も公知である。ブリーダ型エンジンブレーキ時、主排気弁イベントに加えて、残りのエンジンサイクル（すなわち、完全サイクル・ブリーダブレーキの場合の吸気サイクル、圧縮サイクル、及び膨張サイクル）全体に亘って、又は残りのエンジンサイクルの一部（すなわち、部分サイクル・ブリーダブレーキの場合の圧縮サイクル及び膨張サイクル）の間、１つ以上の排気弁が僅かに開弁した状態が保たれる。部分サイクル・ブリーダブレーキと完全サイクル・ブリーダブレーキとの主な違いは、前者の場合、吸気サイクルの大部分又は全ての間、排気弁が閉じられる点である。ブリーダ型エンジンブレーキの一例は、参照により本明細書に組み込まれるヤン（Ｙａｎｇ）による特許文献２（２００３年７月２２日）に開示されている。
【０００５】
ブリーダブレーキ動作時における排気弁の初期開弁は、圧縮工程のＴＤＣに到達する前に、好ましくは、吸気サイクルと圧縮サイクルとの間の下死点（ＢＤＣ）付近で行われる。このように、ブリーダ型エンジンブレーキでは、弁を作動させるために必要な力がはるかに小さく、また、圧縮開放型ブレーキの急速なブローダウン（排出）の代わりに連続的にブリーディングを行うため、発生する騒音も小さい。従って、ブリーダ型エンジンブレーキは顕著な利点を有している。
【発明の概要】
【０００６】
本発明の実施例に関連し、出願人は、圧縮開放エンジンブレーキを行うための革新的なシステムを開発した。このシステムは、主排気ローブ及び圧縮開放ローブを有するカムと、カムに動作可能に接続されたロッカーアームであって、内部ロッカー通路を含むロッカーアームと、ロッカーアームに隣接して位置付けられた中央部を有するとともに、第１及び第２エンジン弁にそれぞれ動作可能に接続された第１及び第２端部を有する弁ブリッジと、弁ブリッジの第１端部に組み込まれたスレーブピストンと、弁ブリッジの中央部に組み込まれたマスタピストンとを備える。
【０００７】
本発明の他の実施例に関連し、出願人は、内燃機関において圧縮開放エンジンブレーキ動作を行うための革新的なシステムを開発した。このシステムは、圧縮開放ローブを含むカムと、カムに動作可能に接続された弁ブリッジであって、第１及び第２エンジン弁にそれぞれ動作可能に接続された第１及び第２端部を有する弁ブリッジと、弁ブリッジの第１端部に組み込まれたスレーブピストン孔内に摺動可能に配置されたスレーブピストンと、弁ブリッジの中央部に組み込まれたマスタピストンと、スレーブピストン孔から弁ブリッジの外面に延在するブリード穴と、ブリード穴を選択的に遮断する手段とを備える。
【０００８】
本発明の更に他の実施例に関連し、出願人は、部分ブリーダエンジンブレーキを行うための革新的なシステムを開発した。このシステムは、主排気ローブ及び部分ブリーダブレーキローブを有するカムと、カムに動作可能に接続されたロッカーアームであって、内部ロッカー通路を含むロッカーアームと、ロッカーアームに隣接して位置付けられた中央部を有するとともに、第１及び第２エンジン弁にそれぞれ動作可能に接続された第１及び第２端部を有する弁ブリッジと、弁ブリッジの第１端部に組み込まれたスレーブピストンと、弁ブリッジの中央部に組み込まれたマスタピストンと、弁ブリッジに設けられたアキュムレータ孔と、アキュムレータ孔とマスタピストンとの間に延在する液圧通路と、アキュムレータ孔内に摺動可能に配置されたアキュムレータピストンと、アキュムレータピストンをアキュムレータ孔内へと付勢するアキュムレータバネとを備える。
【０００９】
上述の概要的な説明及び以下の詳細な説明の両方が、例示及び説明のためのみのものであり、特許を請求する本発明を限定するものではないことは理解されたい。参照により本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成する添付の図面は、本発明の幾つかの実施例を例示し、以下の詳細な説明と共に、本発明の原理を説明する役割を果たす。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許第３，２２０，３９２号明細書
【特許文献２】米国特許第６，５９４，９９６号明細書
【００１１】
以下の図面を参照して本発明を以下に説明する。図面中、同様の参照符号は同様の構成要素を示す。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施例に係る圧縮開放エンジンブレーキを行うためのシステムを例示する部分断面側面図を示す。
【図２】本発明の第２実施例に係る圧縮開放エンジンブレーキを行うためのシステムを例示する部分断面側面図を示す。
【図３】図２のＡ−Ａ断面で示す制御弁を例示する。
【図４】ロッカー軸に取り付けられるとともに液圧制御弁と接続された、図１及び２に示す種類のロッカーアームを例示する断面上面図を示す。
【図５】図２に示す本発明の実施例と共に使用するための代替のカムを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
【実施例１】
【００１４】
本発明の第１実施例を以下に詳細に説明する。この一例を、添付の図面の図１に、動弁システム１０として示す。動弁システム１０は、カム１００と、ロッカーアーム２００と、弁ブリッジ３００と、ブラケット又は固定部材５００とを備え、これらが集合的に使用されてエンジン弁４００を作動させる。
【００１５】
図１に示すカム１００は、４つのエンジンサイクルのセット毎に１回、時計回りに回転する。カム１００は、圧縮開放ブレーキローブ１３０と、主排気ローブ１２０とを備える。基礎円部が、圧縮開放ブレーキローブ１３０と主排気ローブ１２０との間に設けられている。圧縮開放ブレーキローブ１３０は所定の高さを有し、ロッカーアーム２００の第２端部２３０を、マスタピストン３２０の移動によって吸収可能な量だけ枢動させる。カム１００は、ロッカーアーム２００のカムローラ２１０又は他の接触面に隣接して配置され、該カムローラ２１０又は他の接触面に対して選択的に又は連続的に接触する。
【００１６】
ロッカーアーム２００は、中央孔２２０と、第１端部にカムローラ２１０と、第２端部２３０に象足状部２４０とを備える。ロッカー通路２２２が、ロッカーアームの中央孔２２０から第２端部２３０に延在している。ロッカー通路２２２は、その外端部が栓２２４によって封止されている。象足状部２４０には、その上端部に調節ネジ２３２が組み込まれており、該調節ネジ２３２は、ロックナット２３４によって位置決め固定される。ロッカーアーム２００に対する象足状部２４０の位置は、該象足状部をロッカーアームの第２端部２３０に螺入・螺出させることによって調節できる。
【００１７】
象足状部２４０の中央部は、環状窪み部と、該環状窪み部の領域で象足状部を貫通する１つ以上の横通路２４１とを含む。この１つ以上の横通路２４１は、象足状部２４０の中央部から下端までその内部を貫通する縦通路２４２と連通している。象足状部の中央部のこれら環状窪み部及び１つ以上の横通路２４１によって、作動液が、ロッカーアームの第２端部２３０における象足状部２４０の配向に関わらず、ロッカー通路２２２と縦通路２４２との間を流れることができる。その結果、象足状部２４０を、ロッカー通路２２２と縦通路２４２との間の液圧連通に干渉する恐れなく、ロッカーアーム２００に螺入・螺出させることができる。
【００１８】
ロッカーアーム２００は、中央孔２２０を貫通して延在するロッカー軸２５０に枢動可能に取り付けられる。ロッカー軸２５０は、該ロッカー軸と略等しい長さを有し略同じ直線状の中央供給通路２５２を含む。第２液圧通路２５４によって、供給通路２５２が、ロッカー通路２２２の中央孔２２０と連通する部分に接続されている。供給通路２５２は、制御弁（図３に示すとともに以下に説明する）を介して、潤滑油源（不図示）のような低圧作動液源に接続されている。制御弁２６０は、作動液を供給通路２５２に供給したり、作動液を供給通路２５２から排出したりするために使用される。
【００１９】
ロッカー通路２２２は、カム１００の基礎円部がカムローラ２１０に接触している間、第２液圧通路２５４に対して位置合わせされる。ロッカー通路２２２は、中央孔２２０に臨むその端部において、主排気ローブ１２０によるロッカーアーム２００の回動によって第２液圧通路２５４がロッカー通路２２２に対して位置合わせされず、それにより作動液のロッカー通路への流入が遮断されるように、そのサイズを決めることができる。また、ロッカー通路２２２は、中央孔２２０に臨むその端部において、圧力開放ローブ１３０によるロッカーアーム２００の回動によって第２液圧通路２５４とロッカー通路２２２との間の位置合わせが維持され、それにより圧力開放動作中、作動液のロッカー通路への流れが維持されるように、そのサイズを決めることができる。
【００２０】
図１を再び参照し、弁ブリッジ３００は、象足状部２４０とエンジン弁４００及び４１０との間に配置される。エンジン弁４００及び４１０は、好ましくは、排気弁である。エンジン弁バネ４０２及び４１２が、エンジン弁４００及び４１０をそれらの弁座において上方に付勢しており、ロッカーアーム２００をカム１００に向けて該カム１００に接触するように付勢している。同時に、ロッカーバネ２３６が、ロッカーアーム２００及び象足状部２４０を、マスタピストン３２０を介して弁ブリッジ３００に接触するように下方に付勢している。ロッカーバネ２３６によってロッカーアーム２００に与えられる付勢力は、弁機構の構成部材による「無従動（ｎｏ−ｆｏｌｌｏｗ）を防止するのに十分な大きさであるが、供給通路２５２に接続された低圧作動液源によってマスタピストン３２０に与えられる力よりは小さい。その結果、象足状部２４０は、付勢されて、マスタピストン３２０を介して弁ブリッジ３００に接触する。
【００２１】
マスタピストン３２０は、弁ブリッジ３００の中央に位置するマスタピストン孔３０２内に摺動可能に配置されている。スレーブピストン３４０が、第１エンジン弁４００の上方に位置するスレーブピストン孔３０４内に摺動可能に配置されている。ブリッジ通路３０６が、弁ブリッジ３００の内部に延在し、マスタピストン孔３０２とスレーブピストン孔３０４とを液圧連通している。第１逆止弁３３０が、マスタピストン３２０とスレーブピストン３４０との間に延在する液圧回路内に配置されている。ブリード穴３０８が、スレーブピストン孔３０４の上端から弁ブリッジ３００の外面へと延在している。
【００２２】
凹状部材３１０が、マスタピストン３２０と象足状部２４０との間に配置され、象足状部が押下されてマスタピストン３２０及び弁ブリッジ３００に対して枢動する際に、マスタピストンに対して加わる横荷重を低減するのを支援する。凹状部材３１０は、象足状部２４０の丸い底部を受容するようになっている上面を有し、作動液が内部を通過してマスタピストンへと流れるようになっている中央開口を更に含む。凹状部材３１０によって、象足状部２４０は、ロッカーアーム２００及び象足状部２４０がロッカー軸２５０周りに前後に枢動する間も、マスタピストン３２０との、最終的には弁ブリッジ３００の内部との液密状態を維持して、作動液をマスタピストン３２０や弁ブリッジ３００に供給することができる。
【００２３】
マスタピストン３２０は、凹状部材３１０、象足状部２４０、及びロッカーアーム２００内の液圧通路からマスタピストン孔３０２へと作動液を流通させるようになっている中央通路を含む。マスタピストン孔３０２からの作動液の流出は、マスタピストン３２０内部に第１逆止弁３３０が配置されることによって防止される。第１逆止弁３３０は、作動液が弁ブリッジ３００の内部に流入するのを許容するが、作動液が弁ブリッジから象足状部２４０に逆流するのを実質的に防止する。第１逆止弁３３０は、バネによって付勢された逆止円板として示しているが、本発明の代替の実施例において、どのような種類の逆止弁でも使用することが可能であることは理解されたい。
【００２４】
スレーブピストン３４０は、作動液がスレーブピストンの上面に作用するのを許容するようになっている段差状の、若しくは面取りされた上面、又は、図１に示すように、同じ目的を果たすようになっている中空の内部を有している。このスレーブピストン３４０の中空の内部には、バネ３４２が配置されている。スレーブピストン３４０は、バネ３４２によって、スレーブピストン孔３０４の外部から排気弁４００に向かって付勢されている。
【００２５】
ブレーキ負荷ネジ５１０が、ブラケット又は固定部材５００によって位置決め保持されているか、又は、エンジン若しくはエンジン室に接続されている。ブリード穴３０８の領域における弁ブリッジ３００の上面は、ブレーキ負荷ネジ５１０に対して着座するようになっており、これにより、着座すると作動液がブリード穴３０８を介して放出されるのを防ぐようになっている。ブレーキ負荷ネジ５１０及び弁ブリッジ３００のそれぞれの対向面は、互いの間に十分な液密封止状態が得られるように特別に仕上げ又は成形されてもよいことは理解されたい。本発明の代替の実施例において、他の種類の封止手段を使用して作動液がブリード穴３０８から流出するのを防止してもよいことは理解されたい。ブレーキ負荷ネジ５１０の位置は、第１及び第２エンジン弁４００及び４１０を閉じた時に弁ブリッジ３００がブレーキ負荷ネジにちょうど接触するように、ロックナットによって調節・固定することができる。
【００２６】
エンジン弁４００及び４１０が排気弁の場合、図１に示すシステム１０は、以下のように使用される。つまり、（ｉ）エンジンの正駆動運転中は、主排気弁を作動させ、（ｉｉ）エンジンブレーキモード運転中は、圧縮開放ブレーキ弁を作動させる。図４を参照し、正駆動運転中、制御ピストン２６４は、作動液が自由に第２作動液ポート２６８を通過して供給通路２５２から放出されるように移動する。同時に、第１作動液ポート２６６から供給通路２５２への作動液の流入が制御ピストン２６４によって遮断され、作動液は、ロッカーアーム２００の通路２２２やブリッジ３００には供給されない。ロッカーアーム２００、象足状部２４０、及びブリッジ３００は十分に加圧された作動液を含まないため、ロッカーバネ２３６は、マスタピストンがブリッジ３００に対して最も窪む位置に達するまで、ロッカーアーム２００、象足状部２４０、及びマスタピストン３２０に対して下方（図１において反時計回り）に力を加える。その結果、図１に示すように、エンジンが正駆動運転中は、カムローラ２１０とカム１００との間にラッシュ空隙（ｌａｓｈ  ｓｐａｃｅ）が生じる。
【００２７】
正駆動運転中のカム１００の回転によって、ロッカーアーム２００には、主排気ローブ１２０によってのみ運動が加えられる。主排気ローブ１２０からの運動によって、ロッカーアーム２００がロッカー軸２５０周りに枢動して、弁ブリッジ３００に下方の力を加えて、エンジン弁４００及び４１０の両方を開弁する。この過程の間、スレーブピストン３４０は、スレーブピストン孔内に加圧された作動液が含まれないため、スレーブピストン孔３０４の内側端部壁に着座し続ける。正駆動運転中、圧力開放ローブ１３０によって潜在的にロッカーアームに加えられる開弁運動は、カムローラ２１０とカム１００との間のラッシュ空隙（ｌａｓｈ  ｓｐａｃｅ）の高さが圧縮開放ローブの高さと相対的に等しいため、「相殺」される。
【００２８】
エンジンブレーキモードの動作は、制御信号を制御弁２６０に送信することによって開始される。これにより、制御ピストン２６４を（図４に示すような全開位置に）移動させて、作動液が第２作動液ポート２６８を流通するのを遮断することによって、作動液がシステムから更に放出されるのを防止する。同時に、制御ピストン２６４によって、作動液は、作動液供給源（不図示）から第１作動液ポート２６６を介して供給通路２５２に流入するのを許容される。その結果、作動液は、供給通路２５２及び第２液圧通路２５４を介してロッカーアーム２００に供給される。
【００２９】
作動液は、ロッカー通路２２２、横通路２４１、及び縦通路２４２を流通し、弁ブリッジ３００の内部へと流入する。作動液は、弁ブリッジへ流入し、マスタピストン孔３０２、スレーブピストン孔３０４、及びブリッジ通路３０６に充填される。弁ブリッジ内の作動液は、ロッカーバネ２３６の下方付勢に対抗するのに十分な圧力を有し、マスタピストン３２０を押し上げる。マスタピストン３２０がマスタピストン孔３０２から出るように上昇するにつれて、ロッカーアーム２００は、ロッカー軸２５０に対して時計回りに枢動する。ロッカーアームが枢動するにつれて、ロッカーアーム２００がカム１００の基礎円部に接触するまで、カム１００とカムローラ２１０との間のラッシュ空隙（ｌａｓｈ  ｓｐａｃｅ）が小さくなる。作動液のスレーブピストン３４０への供給によって、弁ブリッジ３００は、ブレーキ負荷ネジ５１０に抗して押し上げられる。
【００３０】
ロッカーアーム２００がカム１００の基礎円部に接触した後、カムが回転し続けることによって、ロッカーアームは、圧力開放ローブ１３０に接触し始める辺りから、反時計回りに枢動し始める。ロッカーアーム２００の反時計回りの回動は、マスタピストン３２０とスレーブピストン３４０とを接続する回路内の作動液の圧力を介してロッカーアームに作用する第１及び第２エンジン弁バネ４０２及び４１２の閉弁付勢力による抵抗を受ける。
【００３１】
圧力開放ローブ１３０は、エンジンブレーキが望まれるエンジンシリンダの圧縮工程が終わる頃に圧力開放イベントが開始されるように、カム１００に設けられる。圧力開放ローブ１３０によってロッカーアーム２００が反時計回りに枢動すると、マスタピストン３２０は、弁ブリッジ内に滞留していた作動液を移動させてスレーブピストン３４０を押下して、弁バネ４０２の付勢力及びシリンダ圧によりエンジン弁４００に作用する力に抗して、エンジン弁４００を開弁する。マスタピストン３２０は、ロッカーアーム２００が圧力開放ローブ１３０の高さに等しい距離枢動した時点で完全に延長してマスタピストン孔３０２の端部壁に接触するように設計される。
【００３２】
圧力開放イベントの間中、弁ブリッジ３００がブレーキ負荷ネジ５１０に対して着座し続けるため、作動液は、その間ブリード穴３０８からほとんど流出することはない。スレーブピストン３４０によってエンジン弁４００が少し開弁することによって、圧縮開放型エンジンブレーキを発生させる。エンジンシリンダの圧縮工程中にスレーブピストン３４０にかかるブレーキ負荷が、スレーブピストン孔３０４内の作動液の圧力を介してブレーキ負荷ネジ５１０に伝達される。その結果、ブレーキ負荷を、弁機構を介してマスタピストン３２０、ロッカーアーム２００、又はカム１００に戻す必要が無い。カム１００は、エンジンブレーキ動作中、主排気ローブ１２０がカムローラ２１０に達してロッカーアームを圧力開放ローブ１３０により生じる変位を越えて枢動させるまで、圧力開放イベントにより回転し続ける。マスタピストン３２０に対するロッカーアーム２００の下方変位は、もはやスレーブピストン３４０に液圧で伝達されなくなる。これは、この時点でマスタピストンがマスタピストン孔３０２の端部壁に接触しているからである。その結果、主排気ローブ１２０によるロッカーアーム２００の下方変位は、マスタピストン３２０から弁ブリッジ３００に機械的に伝達され、弁ブリッジ３００が下方に移動して、主排気イベントのために第１及び第２エンジン弁４００及び４１０を開弁する。
【００３３】
第２エンジン弁４１０が主排気イベントのために最初に開弁し始める時には、第１エンジン弁４００はすでに開弁している。弁ブリッジ３００は、主排気イベントのために下方に移動するにつれて、ブレーキ負荷ネジ５１０から引き離されてブリード穴３０８が開かれる。そして、スレーブピストン孔３０４内の加圧された作動液がブリード穴３０８から流出することによって、スレーブピストン３４０がスレーブピストン孔３０４の端部壁に対して再び着座するまでスレーブピストン３４０は弁ブリッジ３００の下方運動に対して上方に移動する。そして、主排気イベントは、弁ブリッジ３００がエンジン弁４００及び４１０のそれぞれに機械的に作用することによって完了する。
【００３４】
主排気ローブ１２０がその最大高さに達した後、ロッカーアーム２００は、カムローラ２１０がカムの基礎円に接触するまで、時計回りに枢動する。主排気イベントの後半の間ロッカーアームが枢動して戻るにつれて、エンジン弁はそれらの座部に対して閉弁し、弁ブリッジ３００は静止する。その後、作動液がマスタピストン３２０を再び上昇させてマスタピストン孔３０２に最充填されることにより、圧縮開放ブレーキ及び主排気弁作動のサイクルが上記のように繰り返される。
【実施例２】
【００３５】
次に、本発明の第２実施例を詳細に参照する。この一例を、添付の図面の図２に、動弁システム１０として示す。動弁システム１０は、カム１００と、ロッカーアーム２００と、弁ブリッジ３００と、ブラケット又は固定部材５００とを備え、これらが集合的に使用されてエンジン弁４００を作動させる。
【００３６】
図２に示すカム１００は、４つのエンジンサイクルのセット毎に１回、時計回りに回転する。カム１００は、圧縮開放ブレーキローブ１３０と、主排気ローブ１２０とを備える。基礎円部が、圧縮開放ブレーキローブと主排気ローブとの間に設けられている。圧縮開放ブレーキローブ１３０は所定の高さを有し、ロッカーアーム２００の第２端部２３０を、マスタピストン３２０の移動によって吸収可能な量だけ枢動させる。カム１００は、ロッカーアーム２００のカムローラ２１０に隣接して配置され、カムローラ２１０に対して選択的に又は連続的に接触する。
【００３７】
ロッカーアーム２００は、中央孔２２０と、第１端部にカムローラ２１０と、第２端部２３０に象足状部２４０とを備える。ロッカー通路２２２／２２３が、ロッカーアームの中央孔２２０から第２端部２３０に延在している。ロッカー通路２２２／２２３は、その外端部が栓２２４によって封止されている。象足状部２４０には、その上端部に調節ネジ２３２が組み込まれており、該調節ネジ２３２は、ロックナット２３４によって位置決め固定される。ロッカーアーム２００に対する象足状部２４０の位置は、該象足状部をロッカーアームの第２端部２３０に螺入・螺出させることによって調節できる。
【００３８】
象足状部２４０の中央部は、環状窪み部と、該環状窪み部の領域で象足状部を貫通する１つ以上の横通路２４１とを含む。この１つ以上の横通路２４１は、象足状部２４０の中央部から下端までその内部を貫通する縦通路２４２と連通している。象足状部の中央部のこれら環状窪み部及び１つ以上の横通路２４１によって、作動液が、ロッカーアームの第２端部２３０における象足状部２４０の配向に関わらず、ロッカー通路２２２／２２３と縦通路２４２との間を流れることができる。その結果、象足状部２４０を、ロッカー通路２２２／２２３と縦通路２４２との間の液圧連通に干渉する恐れなく、ロッカーアーム２００に螺入・螺出させることができる。
【００３９】
ロッカーアーム２００は、中央孔２２０を貫通して延在するロッカー軸２５０に枢動可能に取り付けられる。ロッカー軸２５０は、該ロッカー軸と略等しい長さを有し略同じ直線状の中央供給通路２５２を含む。第２液圧通路２５４によって、供給通路２５２が、第１及び第２ロッカー通路２２２及び２２３の中央孔２２０と連通する部分に接続されている。供給通路２５２は、（図４に示すとともに以下に説明する）を介して、潤滑油源（不図示）のような低圧作動液源に接続されている。制御弁２６０（図３）は、作動液を供給通路２５２に供給したり、作動液を供給通路２５２から排出したりするために使用される。
【００４０】
ロッカー通路２２２は、カム１００の基礎円部がカムローラ２１０に接触している間、第２液圧通路２５４に対して位置合わせされる。ロッカー通路２２２は、中央孔２２０に臨むその端部において、主排気ローブ１２０によるロッカーアーム２００の回動によって第２液圧通路２５４がロッカー通路２２２に対して位置合わせされず、それにより作動液のロッカー通路への流入が遮断されるように、そのサイズを決めることができる。また、ロッカー通路２２２は、中央孔２２０に臨むその端部において、圧力開放ローブ１３０によるロッカーアーム２００の回動によって第２液圧通路２５４とロッカー通路２２２との間の位置合わせが維持され、それにより、圧力開放動作中、作動液のロッカー通路への流れが維持されるように、そのサイズを決めることができる。
【００４１】
図２及び３を参照し、制御弁孔９００が、ロッカーアーム２００に設けられる。制御弁ピストン９１０が、制御弁バネ９３０によって制御弁孔内に向けて付勢されている。作動液を制御弁ピストンに対して作用させることによってピストンを位置調整（インデックス）して、高圧液圧回路が制御弁ピストンとスレーブピストン３４０との間に維持されるように、逆止弁を、制御弁ピストン９１０内部に設けてもよい。
【００４２】
図２を続けて参照し、弁ブリッジ３００は、象足状部２４０とエンジン弁４００及び４１０との間に配置される。エンジン弁４００及び４１０は、好ましくは、排気弁である。エンジン弁バネ４０２及び４１２が、エンジン弁４００及び４１０をそれらの弁座において上方に付勢しており、ロッカーアーム２００をカム１００に向けて該カム１００に接触するように付勢している。同時に、ロッカーバネ２３６が、ロッカーアーム２００及び象足状部２４０を、マスタピストン３２０を介して弁ブリッジ３００に接触するように下方に付勢している。ロッカーバネ２３６によってロッカーアーム２００に与えられる付勢力は、弁機構の構成部材による「無従動（ｎｏ−ｆｏｌｌｏｗ）を防止するのに十分な大きさであるが、供給通路２５２に接続された低圧作動液源によってマスタピストン３２０に与えられる力よりは小さい。その結果、象足状部２４０は、付勢されて、マスタピストン３２０を介して弁ブリッジ３００に接触する。
【００４３】
マスタピストン３２０は、弁ブリッジ３００の中心に位置するマスタピストン孔３０２内に摺動可能に配置される。マスタピストン３２０は、環状凹部３３２を含み、該環状凹部３３２は、マスタピストンが圧力開放イベントのために下降すると、アキュムレータ放出通路８６０に対して選択的に位置合わせされるようになっている。スレーブピストン３４０が、第１エンジン弁４００の上方に位置するスレーブピストン孔３０４内に摺動可能に配置されている。ブリッジ通路３０６が、弁ブリッジ３００の内部に延在し、マスタピストン孔３０２とスレーブピストン孔３０４とを液圧連通している。
【００４４】
アキュムレータ孔８００が、弁ブリッジ３００内に設けられている。アキュムレータピストン８２０が、該アキュムレータ孔内に摺動可能に配置されており、接続通路が、アキュムレータ孔とマスタピストン孔８００との間に延在している。アキュムレータバネ８３０によって、アキュムレータピストンがその孔内に向けて付勢されている。アキュムレータバネが作用する表面には、保持リング８４０が設けられている。逆止弁８１０が、マスタピストン孔３０２とアキュムレータ孔８００との間に延在する接続通路内に配置されている。逆止弁８１０によって、作動液は、アキュムレータ孔からマスタピストン孔へ一方向にのみ流れることができる。
【００４５】
凹状部材３１０が、マスタピストン３２０と象足状部２４０との間に配置され、象足状部が押下されてマスタピストン３２０及び弁ブリッジ３００に対して枢動する際に、マスタピストンに対して加わる横荷重を低減するのを支援する。凹状部材３１０は、象足状部２４０の丸い底部を受容するようになっている上面を有し、作動液が内部を通過してマスタピストンへと流れるようになっている中央開口を更に含む。凹状部材３１０によって、象足状部２４０は、ロッカーアーム２００及び象足状部２４０がロッカー軸２５０周りに前後に枢動する間も、マスタピストン３２０との、最終的には弁ブリッジ３００の内部との液密状態を維持して、作動液をマスタピストン３２０や弁ブリッジ３００に供給することができる。
【００４６】
マスタピストン３２０は、凹状部材３１０、象足状部２４０、及びロッカーアーム２００内の液圧通路からマスタピストン孔３０２へと作動液を流通させるようになっている中央通路を含む。逆止弁８１０及び制御弁ピストン９１０内の逆止弁は、作動液が弁ブリッジ３００の内部に流入するのを許容するが、マスタピストン３３０が完全な圧力開放イベントを行うまで、作動液が弁ブリッジから象足状部２４０又はアキュムレータに逆流するのを実質的に防止する。
【００４７】
スレーブピストン３４０は、作動液がスレーブピストンの上面に作用するのを許容するようになっている段差状の、若しくは面取りされた上面、又は図２に示すように、同じ目的を果たすようになっている中空の内部を有している。スレーブピストン３４０のこの中空の内部には、バネ３４２が配置されている。スレーブピストン３４０は、バネ３４２によって、スレーブピストン孔３０４の外部から排気弁４００に向かって付勢されている。
【００４８】
ブレーキ負荷ネジ５１０が、ブラケット又は固定部材５００によって位置決め保持されているか、又は、エンジン若しくはエンジン室に接続されている。弁ブリッジ３００の上面は、ブレーキ負荷ネジ５１０に対して着座するようになっている。ブレーキ負荷ネジ５１０の位置は、第１及び第２エンジン弁４００及び４１０を閉じた時に弁ブリッジ３００がブレーキ負荷ネジに稠度接触するように、ロックナットによって調節・固定することができる。
【００４９】
エンジン弁４００及び４１０が排気弁の場合、図２に示すシステム１０は、以下のように使用される。つまり、（ｉ）エンジンの正駆動運転中は、主排気弁を作動させ、（ｉｉ）エンジンブレーキモード運転中は、圧縮開放ブレーキ弁を作動させる。図４を参照し、正駆動運転中、制御ピストン２６４は、作動液が自由に第２作動液ポート２６８を通過して供給通路２５２から放出されるように移動する。同時に、第１作動液ポート２６６から供給通路２５２への作動液の流入が制御ピストン２６４によって遮断され、作動液は、ロッカーアーム２００の通路２２２やブリッジ３００には供給されない。ロッカーアーム２００、象足状部２４０、及びブリッジ３００は十分に加圧された作動液を含まないため、ロッカーバネ２３６は、マスタピストンがブリッジ３００に対して最も窪む位置に達するまで、ロッカーアーム２００、象足状部２４０、及びマスタピストン３２０に対して下方（図２において反時計回り）に力を加える。その結果、図２に示すように、エンジンが正駆動運転中は、カムローラ２１０とカム１００との間にラッシュ空隙（ｌａｓｈ  ｓｐａｃｅ）が生じる。
【００５０】
正駆動運転中のカム１００の回転によって、ロッカーアーム２００には、主排気ローブ１２０によってのみ運動が加えられる。主排気ローブ１２０からの運動によって、ロッカーアーム２００がロッカー軸２５０周りに枢動して、弁ブリッジ３００に下方の力を加えて、エンジン弁４００及び４１０の両方を開弁する。この過程の間、スレーブピストン３４０は、スレーブピストン孔内に加圧された作動液が含まれないため、スレーブピストン孔３０４の内側端部壁に着座し続ける。正駆動運転中、圧力開放ローブ１３０によって潜在的にロッカーアームに加えられる開弁運動は、カムローラ２１０とカム１００との間のラッシュ空隙（ｌａｓｈ  ｓｐａｃｅ）の高さが圧縮開放ローブの高さと相対的に等しいため、「相殺」される。
【００５１】
エンジンブレーキモードの動作は、制御信号を制御弁２６０に送信することによって開始される。これにより、制御ピストン２６４を（図４に示すような全開位置に）移動させて、作動液が第２作動液ポート２６８を流通するのを遮断することによって、作動液がシステムから更に放出されるのを防止する。同時に、制御ピストン２６４によって、作動液は、作動液供給源（不図示）から第１作動液ポート２６６を介して供給通路２５２に流入するのを許容される。その結果、作動液は、供給通路２５２及び第２液圧通路２５４を介してロッカーアーム２００に供給される。
【００５２】
作動液は、第１ロッカー通路２２２を流通し、制御弁ピストン９１０を位置調整（インデックス）し、第２ロッカー通路２２３、横通路２４１、及び縦通路２４２を流通した後、弁ブリッジ３００の内部へと流入する。作動液は、弁ブリッジへ流入し、マスタピストン孔３０２、スレーブピストン孔３０４、及びブリッジ通路３０６に充填される。弁ブリッジ内の作動液は、ロッカーバネ２３６の下方付勢に対抗するのに十分な圧力を有し、カム１００が基礎円にある間マスタピストン３２０を押し上げる。マスタピストン３２０がマスタピストン孔３０２から出るように上昇するにつれて、ロッカーアーム２００は、ロッカー軸２５０に対して時計回りに枢動する。ロッカーアームが枢動するにつれて、ロッカーアーム２００がカム１００の基礎円部に接触するまで、ラッシュ空隙（ｌａｓｈ  ｓｐａｃｅ）が小さくなる。作動液のスレーブピストン３４０への供給によって、弁ブリッジ３００は、ブレーキ負荷ネジ５１０に抗して押し上げられる。
【００５３】
ロッカーアーム２００がカム１００の基礎円部に接触した後、カムが回転し続けることによって、ロッカーアームは、圧力開放ローブ１３０に接触し始める辺りから、反時計回りに枢動し始める。ロッカーアーム２００の反時計回りの回動は、マスタピストン３２０とスレーブピストン３４０とを接続する回路内の作動液の圧力を介してロッカーアームに作用する第１及び第２エンジン弁バネ４０２及び４１２の閉弁付勢力による抵抗を受ける。
【００５４】
圧力開放ローブ１３０は、エンジンブレーキが望まれるエンジンシリンダの圧縮工程が終わる頃に圧力開放イベントが開始されるように、カム１００に設けられる。圧力開放ローブ１３０によってロッカーアーム２００が反時計回りに枢動すると、マスタピストン３２０は、弁ブリッジ内に滞留していた作動液を移動させてスレーブピストン３４０を押下して、弁バネ４０２の付勢力及びシリンダ圧によりエンジン弁４００に作用する力に抗して、エンジン弁４００を開弁する。マスタピストン３２０は、圧力開放イベントがその最大リフトに達した時、すなわち、ロッカーアームが圧力開放ローブ１３０の高さに等しい距離枢動した後環状凹部３３２がアキュムレータ放出通路８６０に対して位置合わせされるように設計される。この時点で、マスタピストンとスレーブピストンとの間に形成される液圧回路内の作動液の圧力は、アキュムレータ放出通路８６０を介してアキュムレータピストン８２０に放出され、その後の液圧回路の最充填のために貯留される。スレーブピストン孔３０４内の加圧された作動液がアキュムレータ放出通路８６０を介して流出することによって、スレーブピストン３４０がスレーブピストン孔３０４の端部壁に対して再び着座するまで、スレーブピストン３４０は、弁ブリッジ３００の下方運動に対して上方に移動する。そして、主排気イベントは、以下に説明するように、弁ブリッジ３００がエンジン弁４００及び４１０のそれぞれに機械的に作用することによって完了する。
【００５５】
圧力開放イベントの間中、アキュムレータ放出通路は封止されたままのため、作動液は、圧力開放イベントの初期の間、アキュムレータ放出通路８６０からほとんど流出することはない。スレーブピストン３４０によってエンジン弁４００が少し開弁することによって、圧縮開放型エンジンブレーキを発生させる。エンジンシリンダの圧縮工程中にスレーブピストン３４０にかかるブレーキ負荷が、スレーブピストン孔３０４内の作動液の圧力を介してブレーキ負荷ネジ５１０に伝達される。その結果、ブレーキ負荷を、弁機構を介してマスタピストン３２０、ロッカーアーム２００、又はカム１００に戻す必要が無い。
【００５６】
カム１００は、エンジンブレーキ動作中、主排気ローブ１２０がカムローラ２１０に達してロッカーアームを圧力開放ローブ１３０により生じる変位を越えて枢動させるまで、圧力開放イベントにより回転し続ける。マスタピストン３２０に対するロッカーアーム２００の下方変位は、もはやスレーブピストン３４０に液圧で伝達されなくなる。これは、マスタピストンがマスタピストン孔３０２の端部壁に接触しているからである。その結果、主排気ローブ１２０によるロッカーアーム２００の下方変位は、マスタピストン３２０から弁ブリッジ３００に機械的に伝達され、弁ブリッジ３００が下方に移動して、主排気イベントのために第１及び第２エンジン弁４００及び４１０を開弁する。
【００５７】
第２エンジン弁４１０が主排気イベントのために最初に開弁し始める時には、第１エンジン弁４００はすでに開弁している。弁ブリッジ３００は、主排気イベントのために下方に移動するにつれて、ブレーキ負荷ネジ５１０から引き離される。
【００５８】
主排気ローブ１２０がその最大高さに達した後、ロッカーアーム２００は、カムローラ２１０がカムの基礎円に接触するまで、時計回りに枢動する。主排気イベントの後半の間ロッカーアームが枢動して戻るにつれて、エンジン弁はそれらの座部に対して閉弁し、弁ブリッジ３００は静止する。その後、作動液がマスタピストン３２０を再び上昇させてマスタピストン孔３０２に最充填されることにより、圧縮開放ブレーキ及び主排気弁作動のサイクルが上記のように繰り返される。最充填のための作動液が、アキュムレータから逆止弁８５０を越えて流入する。
【００５９】
図５を参照し、図２に示す実施例の代替の実施例において、カム１００には、主排気ローブ１２０と部分ブリーダブレーキローブ１１０とが設けられる。このシステムは、上記のように動作するが、圧縮開放ブレーキの代わりに部分ブリーダブレーキを行うものである。
【００６０】
以上、本発明を特定の実施例について説明したが、多くの代替、変形、及び変更が可能なことは、当業者にとっては明らかである。例えば、マスタピストン及びスレーブピストン、カム及びカムローブ、ロッカーアーム、弁ブリッジ、並びに制御弁の形状、サイズ、またそれらの構成もある程度、本発明の意図する精神及び範囲を逸脱することなく変更可能である。更に、カムは、ロッカーアームに直接接触させることによって、又は、これらに限定はされないがプッシュチューブ、レバー、若しくは液圧システム等のような任意の数の弁機構を介在させることによって、ロッカーアームに動作可能に接続してもよいことは理解されよう。上記実施例におけるバネの使用は、２つの部材が互いに接近するように又は離間するように付勢する任意の手段の使用を例示するものと考慮されるべきである。従って、本明細書に記載の本発明の好適な実施例は、例示目的のものに過ぎず、その変更が添付の特許請求の範囲及びそれらの均等物の範囲内に包含される限りにおいて、限定するものではない。
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図３】
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